¿Qué es el agua?

El agua es una sustancia muy importante. Una gran parte del cuerpo de los organismos esta formado por agua. ¿Pero qué es exactamente el agua? Dentro del cuerpo de un ser humano hay un esqueleto, que hace nuestro cuerpo sólido y se cerciora de que nosotros podemos sostenernos en pie sin desplomarnos. El agua es también una clase de esqueleto. Consiste en partículas minúsculas, los átomos. Justo como todas otras substancias en la tierra. Uno de estos átomos se llama hidrógeno y el otro se llama oxígeno. Como usted sabe probablemente el aire que respiramos también contiene oxígeno. Una partícula de agua es llamada molécula. Cuando muchas moléculas de agua se unen podemos ver el agua, beberla o usarla.

¿Cómo se forma una mólecula de agua?

Una molécula de agua consiste en la unión de 3 átomos: dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno, enlazados juntos como pequeños imanes. La diferencia entre los átomos es expresada por números atómicos. El número atómico de un átomo depende del número de protones en el núcleo del átomo. Los protones son partículas pequeñas cargadas positivamente. El hidrógeno tiene un protón en el núcleo y el oxígeno tiene ocho. Hay también partículas sin carga en el núcleo, llamados neutrones.
Al lado de los protones y de los neutrones, los átomos también tienen electrones cargados negativamente, los cuales pueden ser encontrados en una nube de electrones rodeando al núcleo. El número de electrones en un átomo es igual al número de protones en el núcleo. La atracción entre los protones y los electrones es lo que mantiene al átomo junto.

¿Cuánto pesa una mólecula de agua?

El peso de una molécula es determinado por las masas atómicas de los átomos que la constituyen. La masa atómica de un átomo es determinada por la suma del número de protones y de neutrones en el núcleo, porque los electrones por pesar poco no se consideran. Sumando las masas atómicas de los átomos se halla la masa atómica total de la molécula, expresada en gramos por mol. Un mol es una expresión del peso molecular de una molécula, expresado en gramos. El peso de una molécula de hidrógeno, es 1 mol.
El hidrógeno tiene una masa atómica relativa de 1 g/mol y el oxígeno tiene una masa atómica relativa de 16 g/mol. El agua consiste en un átomo de oxígeno y dos átomos de hidrógeno. Esto significa que la masa de una molécula de agua es 1g + 1g + 16g = 18 g/mol. El peso molar de los átomos por separado se encuentran en la tabla periódica de Mendelejef.

¿En qué estados (fases) puede encontrarse el agua?

El agua existe en tres estados: sólido, líquido y gaseoso. A una temperatura normal cerca de 25 o C es líquido, pero por debajo de 0 o C se congelará y se volverá hielo. El agua se puede encontrar en estado gaseoso sobre 100 o C, éste es el llamado punto de ebullición del agua, en el cual esta comienza a evaporarse. El agua en estado gaseoso es inodora e incolora. La “velocidad” de evaporación dependerá de la temperatura; si esta es alta el agua se evaporará más pronto.

¿Qué sucede si el agua cambia de fase?

Los cambios de líquido a sólido o a gas se llaman cambios de fases. Cuando una sustancia tal como el agua cambia de fase, su aspecto físico cambia, pero no sus propiedades químicas. Esto es porque la estructura química sigue siendo igual. En el estado sólido las moléculas de agua están bastante juntas, pero en el estado líquido están separadas un poco más. El agua llega a ser líquida como resultado de la dispersión de las moléculas. Cuando el agua cambia de líquido gas las moléculas se dispersan aún más, esa es la razón por la que no podemos detectarla.

¿Por qué el hielo flota en el agua?

Cuando las sustancias se congelan, las moléculas que la forman generalmente se acercan más. El agua tiene una anormalidad aquí: se congela por debajo de 0 o C, pero cuando las temperaturas caen a 4 o C, el agua comienza a ampliarse y consecuentemente la densidad es más alta. La densidad de una sustancia significa el peso en kilogramos por metro cúbico de dicha sustancia. Cuando dos sustancias se mezclan pero no se disuelven una en la otra, la sustancia con la densidad más pequeña flota en la otra sustancia. En este caso la sustancia es hielo, debido a la densidad creciente del agua.

¿Por qué no son todas las sustancias solubles en agua?

La polaridad determina si una sustancia es soluble en agua. Una sustancia polar es una sustancia que tiene dos clases de polos, como un imán. Cuando otra sustancia es también polar los dos polos de las sustancias se atraen y consecuentemente las sustan-cias se mezclan. Por eso es una sustancia que se disuelve en agua.
Las sustancias que no contienen ningún polo se llaman sustancias no polares. El aceite por ejemplo es una sustancia no polar, por eso el aceite no se disuelve en agua. De hecho flota en el agua, como el hielo, debido a su menor densidad.

¿Qué es un agua dura?

Cuando el agua es calificada como dura simplemente significa que contiene más minerales que el agua ordinaria. Estos son especialmente minerales de calcio y magnesio. El grado de dureza es mayor cuanto más calcio y magnesio tenga disuelto.
El magnesio y el calcio son iones positivamente cargados. Debido a su presencia, otras sustancias cargadas positivamente se disolverán menos fácil en aguas duras que en aguas que no contengan calcio y magnesio. Esta es la causa por la cual el jabón no se disuelve en agua dura.

¿Cuáles son las características físicas y químicas del agua?

Las características físicas de una sustancia son las características que tienen que ver con el aspecto de la sustancia. Las características químicas tiene que ver con el estado de una sustancia. Las características físicas y químicas pueden decirnos algo sobre el comportamiento de una sustancia en ciertas circunstancias.

¿Qué características físicas y químicas hay?

Hay diversas características físicas y químicas, las cuales son a menudo usadas alternativamente. Podemos nombrar las siguientes:

- densidad. La densidad del agua significa el peso de cierta cantidad de agua. Se expresa generalmente en kilogramos por metro cúbico (físico).

- características termales. Esto se refiere a que le sucede al agua cuando se calienta; en que temperatura se convierte a estado gaseoso o en estado sólido (física).

- conductividad. Esto significa que cantidad de electricidad el agua puede conducir. Se expresa en una magnitud química (física).

- absorción de luz. Esta es la cantidad de luz que cierta cantidad de agua puede absorber en un cierto plazo de tiempo (químico).

- viscosidad. Determina la movilidad del agua. Cuando se aumenta la temperatura, la viscosidad disminuye; esto significa que el agua será más móvil en temperaturas más altas (físicas).

- el pH. El pH tiene su propia escala, funcionando para arriba a partir la 1 a 14. El pH demuestra si una sustancia es ácido (pH 1-6), neutro (pH 7) o básico (pH 8-14). El número de átomos de hidrógeno en la sustancia determina el pH. Cuanto más átomos de hidrógeno una sustancia contenga, más bajo es el pH. Una sustancia que contiene muchos átomos del hidrógeno es ácida. Podemos medir el pH sumergiendo un papel de color especial en la sustancia, los colores muestran que pH tiene la sustancia (producto químico).

- alcalinidad. Es la capacidad del agua de neutralizar un ácido o una base, de modo que el pH del agua no cambie (producto químico).

Bibliografía: Compilado y adaptado de Enciclopedia Encarta y Lenntech Agua residual & purificación del aire. Holding B.V. Rotterdamseweg 402 M 2629 HH Delft, Holanda